적요
‘Bbareumi’ is an extremely early maturing rice cultivar with the fastest harvesting time in Korea. To develop ‘Bbareumi’, ‘Joami’ with good quality in Chungnam plain area and ‘Hokuto’ originating from Japan with the fastest heading date among genetic resources were used as breeding materials. After crossing them in 2010, the ‘Bbareumi’ cultivar was developed using the pedigree method. A yield trial was conducted from 2015 to 2016, and a local adaptability test was conducted from 2016 to 2018. The heading date of ‘Bbareumi’ was seven days earlier than ‘Jinbuolbyeo’, showing an average of June 23rd, and it could be harvested from the end of July to the beginning of August when transplanted early in Chungnam plain area. ‘Bbareumi’ had a short culm length of 63.3 cm and panicle length of 19.3 cm. Milled rice yield was approximately 4.87 MT/ha and the percentage of head rice was 89.2% under normal fertilizer condition. ‘Bbareumi’ will be used as a premium rice brand with newly harvested rice before ‘Chooseok’, Korean Thanksgiving Day and is expected to contribute to the revitalization of double-cropping in the Chungnam plain area (Registration No. 8130).
서 언
최근 기후변화로 인한 이상기상으로 농작물의 피해 급증과 코로나-19 바이러스 확산 방지를 위한 국경폐쇄에 따른 농산물 수출 중단, 러시아-우크라이나 전쟁으로 밀 가격 급등 등 국제 곡물시장에서 불안정한 상황이 지속되면서 식량안보에 대한 국민들의 관심이 높아지고 있다(
KREI 2020). 산업화와 도시 확장으로 농경지 면적이 지속적으로 감소하면서 대한민국의 식량자급률은 1993년 61.3%에서 2020년 46%로 감소하게 되었고, 사료작물을 포함한 곡물자급률은 2020년 기준 OECD 국가 중 가장 낮은 20.2%로 쌀과 서류를 제외한 대부분의 농산물을 수입에 의존하고 있는 실정이다(
KREI 2020,
KOSTAT 2022,
KOSIS 2022). 따라서 곡물자급률 향상을 통한 대한민국 식량안보를 강화하기 위해서는 이모작을 통한 농경지 이용률 향상과 단위면적당 수량을 높이기 위한 지속적인 연구가 필요하다(
Yu et al. 2020).
동계작물-벼 이모작 재배는 충남 이남지역에서는 활발히 이루어지지만, 동계작물 수확시기가 늦은 충남을 비롯한 중부지역에서는 조생종 벼 이앙시기가 늦어짐에 따른 수확량 감소와 가을철 기상환경에 따라 동계작물 파종이 용이하지 못하여 이모작 제한 요인이 되고 있다(
Kim et al. 2019). 따라서 충남지역에서 동계작물-벼 이모작 재배면적을 늘리기 위해서는 조생종 벼보다 생육기간이 짧은 극조생종 벼를 활용한 작부 조합이 유리할 수 있다.
더불어 논에서 새롭게 시도해 볼 수 있는 이모작 방법으로, 극조생종 벼를 7월 하순경 수확 후 작물을 재배하는 방법이 있을 수 있다. 8월 1일 조파한 들깨의 수량성은 0.83 MT/ha로 6월 15일 파종한 들깨의 0.96 MT/ha 보다 15.7% 감소하였지만, 리놀센산함량이 64.8%로 10% 정도 높은 결과를 보였고(
Kwak et al. 2018), 가을감자 심는 시기는 중부지방 8월 상순 - 중순, 남부지방 8월 중순 - 8월 하순을 권장하고 있다(
RDA 2018). 따라서 7월 내 수확이 가능한 벼 품종이 개발된다면, 농민은 햅쌀을 일찍 생산하여 고가에 판매함으로써 소득을 높일 수 있고 미곡종합처리장(RPC, Rice Processing Complex)은 수매량 조절을 통해 가공시설을 효율적으로 운영할 수 있는 장점이 있다(
Yun et al 2015). 게다가 논에 8월 상순 작물 재배를 통해 단위면적당 생산성을 높임으로써 곡물자급률 향상에 기여할 수 있을 것이다. 하지만 현재까지 국내에서 개발된 벼 품종 중 수확시기가 가장 빠른 품종은 농촌진흥청에서 1997년에 개발된 ‘진부올벼’ 품종으로 충남평야지 조기재배시 8월 10일경 수확이 가능하고 수량성과 외관품위가 낮아 농업현장에서 적용하기가 쉽지 않다(
CNARES 2015).
따라서 본 연구는 충남지역에서 5월 상순 조기재배 시 7월 수확이 가능하면서 품질도 양호한 극조생종 벼 품종을 개발하여, 충남지역 이모작 활성화를 통한 농가소득 증대와 곡물자급률 향상에 기여하기 위해 수행되었다.
재료 및 방법
시험재료 및 재배방법
본답에서의 생육기간이 짧고 수량성과 밥맛이 양호한 극조생종 벼 품종육성을 위해, 충남평야지 조기재배 시 외관품질과 밥맛이 우수한 조생종 ‘조아미’를 모본, 유전자원 중 출수기가 빠른 일본 북해도 지역이 원산지인 ‘호쿠토’를 부본으로 2010년 인공교배를 실시하고 2011년 F
1 식물체를 양성하였다. 계통육성시험 및 생산력검정시험은 2011년부터 2016년까지 충청남도농업기술원 벼 시험포장에서 수행하였는데, 재배방법은 4월 10일경 파종하여 육묘하우스에서 모를 키운 후 5월 상순에 30×14 cm의 재식거리로 초기세대는 주당 1본, 생산력검정시험은 4-5본/주 이앙하고, 시비량은 N-P
2O
5-K
2O=90-45-57 kg/ha 수준으로 재배하면서 유망계통을 선발하였다. 지역적응시험은 2016년부터 2018년까지 예산, 보령, 논산, 당진 등 4개소에서 ‘진부올벼’를 대조품종으로 수행하였고, 시험지역별 재배방식은 생산력검정시험과 동일하게 추진하였다(
Fig. 1).
벼 품종육성을 위한 출수기, 간장, 수장 등 주요 농업적 형질은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준(
RDA 2012)에 준하여 조사를 진행하였다. 수량을 조사하기 위해 계통당 100주를 수확하고 탈곡, 건조, 탈망, 정선 과정을 거친 정조의 수분을 측정한 후 무게를 조사하였으며, 제현비율은 정조 500 g을 현미기(Ssangyong, SY88-TH, Korea)에 투입 후 왕겨를 제외한 무게를 측정하여 계산하였다. 현백비율은 도정작업 숙련자가 200 g의 현미를 10분도로 세팅된 정미기(MC-90A, Toyo, Japan)에 투입 후 미강의 상태를 확인하면서 추가적으로 작동한 후 가공된 쌀의 무게를 측정하여 계산하였다. 10a당 쌀수량은 정조를 수분 15% 기준으로 보정 후 제현비율과 현백비율을 적용하여 구하였다.
쌀의 외관품질은 품위분석기(Cevitec 1625 Grain Inspector, Foss, Sweden), 단백질함량은 성분분석기(Infratec1241 Grain analyzer, Foss, Sweden), 취반윤기치는 토요식미기(Toyo, MA-90B, Japan)를 이용하여 각 분석기기의 분석매뉴얼에 따라 측정을 진행하였다. 아밀로스함량은 쌀 100 g을 분쇄기(Cyclotec 1093, Foss, Sweden)로 분쇄 후 100 mesh 체로 걸러 시료 100 mg을 정량하여
Perez & Juliano (1978) 비색정량법에 따라 전처리를 진행하였고 분광광도계(Libra S12, Biochrom, UK)로 620 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다.
도열병 밭못자리 검정은 질소다비 조건(N-P
2O
5-K
2O : 240- 80-120 kg/ha)으로 6월 하순 밭못자리검정법을 이용하여 수행하였고, 도열병 발병을 촉진시키기 위해 이병성 품종(spreader)으로 ‘호평’을 이용하였다. 잎도열병과 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병은 벼 지역적응시험 포장에서 생육 전반기에 걸쳐 달관조사로 진행하였으며, 조사기준은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사분석기준(
RDA 2012)에 따라 진행하였다.
통계분석을 위해 SPSS 통계프로그램(IBM SPSS Statistics Version 20, USA)를 사용하였다. 본 실험의 모든 형질들의 값은 3반복으로 조사되었으며, 대조 품종과의 비교를 위해 t-test 분석을 진행하였다.
결과 및 고찰
육성경위
충청남도농업기술에서 2010년에 충남평야지에서 조기재배시 수량과 품질이 우수했던 ‘조아미’(
CNARES 2010)를 모본, 국제미작연구소(IRRI) 유전자원 중 출수기가 가장 빠르면서 초형이 양호했던 일본품종 ‘호쿠토’를 부본으로 인공교배를 하였다(
Fig. 1). 2010/2011년도 동계에 F
1 15개체를 재배하여 F
2 종자를 얻었으며 이후 계통육종법에 따라 출수가 빠르면서 병해충, 미질 및 초형이 양호한 개체를 선발해 나가면서 우수 계통을 육성하였다. 2012년도에 재배한 30개의 F
4 계통 중에서 초형과 수량성이 우수한 3계통을 선발하여 재배시험 후 극조생이면서 수량성과 재배적 특성이 우수한 계통을 최종 선발하여 ‘충남4호’로 명명하였다. 2016-2018년도에 예산, 보령, 논산, 당진 등 4개소 3년간 지역적응시험을 실시한 결과, ‘충남4호’는 극조생종으로 초형이 양호하고 조기재배시 7월 하순부터 8월 상순 수확이 가능하면서 밥맛이 양호하였기 때문에 2018년 12월 ‘충청남도농업기술원 신품종선정위원회’에서 신품종으로 선정되었고 ‘빠르미’로 명명하였다.
1. 출수기
충남평야지 조기재배시 ‘빠르미’의 출수기는 시험지역별로 차이가 있었지만 평균 6월 23일로 ‘진부올벼’보다 7일 정도 빠른 극조생종이고 출수기 차이는 통계적으로 유의하였으며(
Table 1), 현재까지 국립종자원에 등록된 국내에서 개발된 벼 품종 중 가장 빠르다(
KSVS 2022).
2. 잎과 줄기 특성
‘빠르미’는 반직립성 초형을 가진 극조생종 벼 품종으로(
Fig. 2), 잎은 녹색이며 잎의 길이와 너비는 ‘진부올벼’보다 보다 길고 넓은 특징을 가지고 있다. 줄기의 굵기는 ‘진부올벼’와 비슷하고 분얼개도는 보통이며, 간장은 63.3 cm로 ‘진부올벼’보다 1.3 cm 큰 특징을 가지고 있다(
Table 2).
3. 이삭과 벼알 특성
‘빠르미’의 이삭길이는 19.3 cm로 ‘진부올벼’보다 2.6 cm 길고 이삭의 착립밀도 및 추출은 보통이다. 벼알은 까락이 거의 없고 탈립은 잘 안 되는 편이며 부선 및 영색은 황백색이고 숙색은 양호한 특성을 갖는다(
Table 3).
4. 수량 및 수량구성요소
‘빠르미’의 주당수수는 13.5개로 진부올벼보다 5.6개 적지만 수당립수는 83.3개로 38.2개 많다. 등숙비율은 87.7%로 진부올벼보다 약간 낮은 수준이며, 현미 천립중은 20.8 g로 ‘진부올벼’ 보다 4 g 가벼운 소립종이다(
Table 4). 지역적응시험 결과 ‘빠르미’를 충남평야지에서 조기재배시 평균 쌀 수량은 4.87 MT/ha로 ‘진부올벼’보다 9% 높았으며, 2018년 논산지역에서 5.18 MT/ha로 시험성적 중 가장 높았다(
Table 5).
1. 가공 및 현미 특성
‘빠르미’의 제현율은 81.2%로 ‘진부올벼’ 보다 0.4% 낮지만, 현백율이 91.0%로 2% 높아 도정율은 0.5% 높은 73.5%를 보였고, 완전미비율을 고려한 완전미도정수율은 65.6로 ‘진부올벼’ 보다 3.9% 높은 경향이었다. 현미의 장폭비는 1.63으로 대조품종인 ‘진부올벼’와 비슷한 단원형이지만, 길이와 폭, 두께 모두 진부올벼 보다 작은 소립종의 특성을 가지며 통계적으로 차이를 보였다(
Table 6).
2. 쌀 품질특성
쌀의 완전미비율은 89.2%로 ‘진부올벼’ 보다 4.7% 높았고, 싸라기와 피해립은 큰 차이가 없지만 분상질립 비율이 진부올벼가 5.2% 높았다. ‘빠르미’의 단백질함량은 6.8%로 0.2% 높고 아밀로스함량은 18.7%로 1.1% 낮았으며 취반윤기치는 63.5점으로 4.1점 높은 편이다(
Table 7).
잎도열병 밭못자리 검정결과 ‘진부올벼’보다 높은 이병수율을 보였으며, 2016~2018년도 지역적응시험포장에서 달관으로 조사한 결과, 잎도열병은 약간 발병하였지만, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 잎집무늬마름병 피해는 발생하지 않았다(
Table 8).
적 요
국내에서 7월 수확이 가능하면서 수량성과 밥맛이 양호한 벼 품종개발을 위해, 충남평야지에서 외관품질과 밥맛이 우수한 ‘조아미’를 모본으로 유전자원 중 출수기가 빠른 일본 북해도 지역이 원산지인 ‘호쿠토’를 부본으로 2010년 인공교배 후 계통육종법으로 전개하면서 생산력검정(2015-2016), 지역적응시험 (2016-2018)을 실시하였다. 육성계통 중 ‘충남4호’는 외관품위와 밥맛이 양호하면서 6월 내 출수가 되어 기상환경에 따라 7월 하순부터 8월 상순 수확이 가능하기 때문에 ‘다른 벼 품종보다 빠르게 수확이 가능한 벼’란 의미로 ‘빠르미’라 명명하였고 신품종으로 등록하였다. ‘빠르미’는 충남평야지에서 조기재배시 평균출수기는 6월 23일로 ‘진부올벼’ 보다 7일정도 빠른 극조생종 품종이다. 벼 키는 ‘진부올벼’ 보다 크지만 표준 재배시 도복은 되지 않고 이삭 당 벼알수가 83개 정도 달리며 현미 천립중은 20.8 g으로 가벼운 편이다. ‘빠르미’의 평균 쌀 수량은 4.87 MT/ha로 진부올벼보다 0.31 MT/ha 많았으며, 단백질함량은 6.8%로 높은 경향을 보였고 완전미율은 89.2%로 양호한 편이었다.
최근 기후변화 대응 논에서의 탄소발생량을 줄이기 위해 물관리 방법이 대안으로 대두되고 있는데, 극조생종 벼는 본답에서의 담수기간이 중만생종 대비 짧아 메탄가스 발생을 획기적으로 절감할 수 있다. 게다가 비료와 같은 농자재와 농업용수 사용량을 줄일 수 있기 때문에 충청남도에서는 2019년 ‘빠르미’ 벼의 장점을 인정하여 기후변화 적응 품종으로 선정하였다. 하지만, 빠르미’와 같은 극조생 벼는 중만생종 대비 수량성과 품질이 다소 떨어지므로, 지속적인 품종개발을 통해 ‘빠르미’의 단점을 보완한 다양한 극조생 벼 신품종을 개발하고 농업현장에서 활용성을 높일 수 있는 작부체계 연구가 진행된다면 극조생종 벼가 농업인 소득향상과 식량안보에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.
Fig. 1Pedigree diagram of 'Bbareumi'.
Fig. 2Field landscape (A) and seeds (B) of 'Bbareumi'.
Table 1Heading date summary of local adaptability test
Table 1
|
Location |
Heading date |
Transplanting date |
|
Bbareumi |
Jinbuolbyeo |
|
Yesan |
Jun 24 |
July 1 |
May 1 |
|
Dangjin |
Jun 24 |
Jun 30 |
May 1 |
|
Nonsan |
Jun 22 |
Jun 30 |
May 10 |
|
Boryeong |
Jun 23 |
Jun 29 |
May 8 |
|
Mean |
Jun 23**
|
Jun 30 |
May 5 |
Table 2Characteristics of leaf and culm
Table 2
|
Cultivar |
Leaf |
Culm |
|
Color |
Length |
Width |
Erectness |
Length (cm) |
Thickness |
Stiffness |
|
Bbareumi |
Green |
Medium |
Medium |
Semi-Erect |
63.3**
|
Thin |
Weak |
|
Jinbuolbyeo |
Green |
Short |
Narrow |
Semi-Erect |
62.0 |
Thin |
Weak |
Table 3Characteristics of grain and panicle
Table 3
|
Cultivar |
Panicle length (cm) |
Spikelet density |
Shattering |
Panicle exsertion |
Awn |
Spikelet color |
|
Bbareumi |
19.3**
|
intermediate |
Hard |
Medium |
None |
Yellowish white |
|
Jinbuolbyeo |
16.7 |
intermediate |
Hard |
Good |
None |
Yellowish white |
Table 4Characteristics of yield components
Table 4
|
Cultivar |
No. of panicle/hill |
No. of spikelet/panicle |
Ripened grain ratio (%) |
Brown rice (g) |
|
wt./ℓ |
1,000 grains |
|
Bbareumi |
13.5* z)
|
83.3**
|
87.7*
|
838*
|
20.8**
|
|
Jinbuolbyeo |
19.1 |
45.1 |
92.5 |
819 |
24.8 |
Table 5Yield summary of local adaptability test.
Table 5
|
Location |
Yield of milled rice (MT/ha) |
|
Jinbuolbyeo |
Bbareumi |
|
'16 |
'17 |
'18 |
Mean |
Index |
Range |
|
Yesan |
4.51 |
4.76 |
4.65 |
5.01 |
4.81 |
107 |
4.76 - 5.01 |
|
Dangjin |
4.65 |
4.98 |
4.74 |
- |
4.86 |
105 |
4.74 - 4.98 |
|
Nonsan |
4.71 |
- |
- |
5.18 |
5.18 |
110 |
5.18 |
|
Boryeong |
4.38 |
- |
- |
4.96 |
4.96 |
113 |
4.96 |
|
Mean |
4.56 |
4.87 |
4.70 |
5.05 |
4.87 *
|
109 |
- |
Table 6Characteristics of milling properties and grain shape
Table 6
|
Cultivar |
Milling recovery ratio (%) |
HRMRR |
Brown rice |
|
Brown/Rough |
Milled/Brown |
Milled/Rough |
Length (mm) |
Width (mm) |
Thickness (mm) |
L/W ratio |
|
Bbareumi |
81.2* y)
|
91.0*
|
73.5*
|
65.6*
|
4.87**
|
3.00**
|
2.11**
|
1.63ns
|
|
Jinbuolbyeo |
81.6 |
89.0 |
73.0 |
61.7 |
5.16 |
3.14 |
2.31 |
1.64 |
Table 7Quality properties related to eating quality
Table 7
|
Cultivar |
Rice appearance (%)z)
|
Protein (%) |
Amylose (%) |
Glossiness of cooked rice |
|
Head |
Chalky |
Broken |
Damaged |
|
Bbareumi |
89.2* z)
|
6.4*
|
3.5ns
|
0.9 ns
|
6.8*
|
18.7ns
|
63.5**
|
|
Jinbuolbyeo |
84.5 |
11.6 |
3.2 |
0.7 |
6.6 |
19.8 |
59.4 |
Table 8Reaction to major diseases of ‘Bbareumi’
Table 8
|
Cultivar |
Blast nursery |
Experimental field |
|
Leaf blast (0-9) |
Leaf blast (0-9) |
Neck blast (0-9) |
Bacterial leaf blight (0-9) |
Stripe virus (0-9) |
Sheath blight (0-9) |
|
Bbareumi |
5**
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Jinbuolbyeo |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
References
- 1. Chungcheongnam-do Agricultural Research and Extension Services (CNARES)2010. Report of experiment and research 42-46.
- 2. Chungcheongnam-do Agricultural Research and Extension Services (CNARES)2015. Report of experiment and research 98-107.
- 3. Korea Statistics (KOSTAT)2022. SDGs in the Republic of Korea: Progress Report 2022 25-27.
- 4. Korea Seed and Variety Service (KSVS). 2022. Available from https://www.seed.go.kr/seed/270/subview.do?enc=Zm5jdDF8QEB8JTJGaW50ZXJ3b3JrJTJGc2VlZCUyRjclMkYxNTIwNTYlMkZwcm90ZWN0aW9uRmFybVZpZXcuZG8lM0ZmaW5kVmFyaWV0eU5tJTNEJUVCJUI5JUEwJUVCJUE1JUI0JUVCJUFGJUI4JTI2dmlld1R5cGUlM0RmYXJtJTI2. Accessed June 22
- 5. Korean Statistical Information Service (KOSIS). 2022. Available from https://kosis.kr/statHtml/statHtml.do?orgId=101&tblId=DT_1EB001&vw_cd=MT_ZTITLE&list_id=K1_15&scrId=&seqNo=&lang_mode=ko&obj_var_id=&itm_id=&conn_path=MT_ZTITLE&path=%252FstatisticsList%252FstatisticsListIndex.do. Accessed June 23
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- 9. Perez CM, Juliano BO. 1978. Modification of the simplified amylose test for milled rice. Starch 30: 424-426.
- 10. Rural Development Administration (RDA).2012. Standard of analysis and survey for agricultural research. pp. 315-338.
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Yeotae Yun, Gyucheol Kim, Giwon Cho, Tugsang Yun
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